(57)【要約】【課題】リード線と信号線がロータヨークと接触することなく、バッテリー等と接続することができる磁石発電機を提供する。【解決手段】ステータコア２２に固定された保持部材２５によって、リード線５と信号線２０が絶縁チューブ２４ａ、２４ｂを介して保持される磁石発電機１において、保持部材２５は、保持部２８と、案内部２９と、挟持部３０とによって構成される。保持部２８は、ステータコア２２の表面に固定され、絶縁チューブ２４ａを介してリード線５と信号線２０を保持する。案内部２９は、保持部２８と一体形成され、絶縁チューブ２４ａ、２４ｂを介してリード線５と信号線２０をロータヨーク７の外周の外側に案内する。挟持部３０は、案内部２９と一体形成され、絶縁チューブ２４ｂに被覆されたリード線５と信号線２０が案内部２９から離脱するのを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料からなるコア材が複数積層されて形成されたステータコアと前記ステータコアに巻装されたコイルとを有する固定子と、
前記固定子の周りを回転し、複数のマグネットを有する有底筒形状のロータヨークを備えた回転子と、
前記固定子のコイルと電気的かつ機械的に接合されたリード線と、
前記ステータコアに固定され、前記リード線を保持する保持部材とを備えた磁石発電機において、
前記保持部材は、
前記リード線を保持する保持部と、
前記保持部に一体形成され、前記保持部に保持された前記リード線を前記ロータヨークの外周の外側に案内する案内部とを備えていることを特徴とする磁石発電機。
【請求項２】
請求項１記載の磁石発電機において、
前記保持部材の案内部は、前記リード線が前記案内部から離脱するのを防止する挟持部を有しており、
前記挟持部は、
前記案内部の一方の側部から板状に突出して形成され、前記案内部とにより前記リード線を挟持する延出部と、
前記延出部の先端部に屈曲して形成された第１爪部と、
前記案内部の他方の側部から板状に突出形成され、前記第１爪部に対向して配置される第２爪部を有していることを特徴とする磁石発電機。
【請求項３】
請求項２記載の磁石発電機において、
前記延出部は、
前記案内部の前記ロータヨークの外周の外側に形成されたことを特徴とする磁石発電機。
【請求項４】
請求項３記載の磁石発電機において、
前記案内部には、前記案内部の幅を実質的に減少させる貫通孔が形成されていることを特徴とする磁石発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車、バギー車等の小型車両に搭載される磁石発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動二輪車などでは、磁石式発電機が広く利用されている。この種の磁石発電機は、コイルが巻装されたステータコアと、複数のマグネットを備えたロータヨークとを備えている。ロータヨークは、エンジンのクランクシャフトに固定されているため、クランクシャフトの回転に伴って、ステータコアの外周を回転する。この際、ロータヨークに固定されたマグネットによって、ステータコアのコイルに誘導起電力が発生する。コイルに発生した誘導起電力は、コイルと電気的かつ機械的に接続されたリード線を介し、バッテリーに供給され、蓄積される。
しかしながら、リード線は、エンジンの振動に従って振動する。その結果、リード線とコイルとの接続部に応力が集中し、リード線が断線してしまう恐れがある。そのため、磁石発電機に利用されるリード線は、コイルとの接続部付近に設置された保持部材によって保持されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２１９２８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来の技術においては、リード線とコイルとの接続部は、接続部付近に保持部材が設置されているため、リード線は、エンジンと一体に振動することはない。しかし、保持部材の位置から離れた位置においては、リード線は振動してしまう。特に、ロータヨークの開口周縁部付近で、リード線が振動すると、リード線とロータヨークとが接触する。リード線がロータヨークと接触すると、リード線に施されている絶縁被膜は摩擦熱によって溶け、リード線の銅線部とロータヨークとが接触してしまい、両者が電気的にショートする恐れがある。そのため、リード線が、ロータヨークと接触することなく保持され、バッテリー等と接続される構造が望まれている。
本発明の目的は、これらの課題を解決することができる磁石発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載された発明は、磁性材料からなるコア材が複数積層されて形成されたステータコアと、ステータコアに巻装されたコイルとを有する固定子と、固定子の周りを回転し、マグネットを有する有底筒形状のロータヨークを備えた回転子と、固定子のコイルと電気的かつ機械的に接合されたリード線と、ステータコアに固定され、リード線を保持する保持部材とを備えた磁石発電機において、保持部材は、ステータコアに固定され、リード線を保持する保持部と、保持部に一体形成され、保持部に保持されたリード線を、ロータヨークの外周の外側に案内する案内部とを備えていることを特徴とする磁石発電機である。
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の磁石発電機において、保持部材の案内部は、リード線が案内部から離脱するのを防止する挟持部を有しており、挟持部は、案内部の一方の側部から板状に突出して形成され、案内部とによりリード線を挟持する延出部と、延出部の先端部に屈曲して形成された第１爪部と、案内部の他方の側部から板状に突出形成され、第１爪部に対向して配置される第２爪部を有していることを特徴とする磁石発電機である。
請求項３に記載された発明は、延出部は、案内部の前記ロータヨークの外周の外側に形成されたことを特徴とする磁石発電機である。
請求項４に記載された発明は、請求項３記載の磁石発電機において、案内部には、案内部の幅を実質的に減少させる貫通孔が形成されていることを特徴とする磁石発電機である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載された発明によると、リード線は、保持部と一体成形された案内部によって、ロータヨークの外周の外側に案内される。ロータヨークと、リード線との間には案内部が常に介在することになるため、リード線は、ロータヨークと接触することなく、バッテリー等と接続されることが可能となる。
請求項２に記載された発明によると、案内部の一方の側部に形成された延出部は、リード線を挟持するため、リード線が案内部から離脱することを防止することが可能となる。さらに、リード線は、延出部の先端部に形成された第１爪部と、案内部の他方の側部に形成された第２爪部とによって保持されるため、延出部がリード線から離れてしまった場合であっても、リード線が案内部から離脱することを防止することが可能となった。そのため、請求項１に記載された発明よりも、確実にリード線とロータヨークとの接触を防止することが可能となり、リード線は、ロータヨークと接触することなく、バッテリー等と接続されることが可能となる。
請求項３に記載された発明によると、リード線は、案内部の側部のロータヨークを超えた位置に形成された延出部によって挟持される。そのため、請求項２に記載された発明よりも、確実にリード線とロータヨークとの接触を防止することが可能となり、リード線は、ロータヨークと接触することなく、バッテリー等と接続されることが可能となる。
請求項４に記載された発明によると、延出部に集中する応力は、案内部に形成された貫通孔によって緩和されるため、延出部がリード線から離れてしまうことを防止することが可能となる。そのため、請求項３に記載された発明よりも、確実にリード線とロータヨークとの接触を防止することが可能となり、リード線は、ロータヨークと接触することなく、バッテリー等と接続されることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は磁石発電機の正面図であり、図２は磁石発電機のＡ-Ａ断面図である。
磁石発電機１は、固定子２と、固定子２の周りを回転する回転子３とによって構成される、いわゆるアウターローター型の回転電機であって、例えば自動二輪車における磁石発電機として利用される。
【０００８】
固定子２はエンジンステー１０１に固定され、回転子３はエンジン（図示せず）のクランクシャフト１０２に固定されている。回転子３は、有底円筒状に形成されたロータヨーク７を有しており、ロータヨーク７には、複数の磁極が着磁されたマグネット６が固定されている。回転子３がクランクシャフト１０２とともに回転することによって、回転子３は固定子２の周りを回転し、固定子２に巻装されたコイル４に誘導起電力が発生する。そして、コイル４に生じた誘導起電力は、コイル４と電気的かつ機械的に接続されたリード線５を介してバッテリーや付属電機機器（図示せず）に供給される。
【０００９】
ロータヨーク７は、有底円筒状に形成されたヨーク８とボス９とを備えており、ボス９は互いに一体成形されたフランジ部１０と円筒部１１を有している。ボス９のフランジ部１０とヨーク８はリベット１２によって締結され、ヨーク８に固定される。
ボス９のフランジ部１０の収容部１０ａにおいて、クランクシャフト１０２の先端部１０２ａにナット１０３が固着され、ロータヨーク７はクランクシャフト１０２に連結される。そのため、ロータヨーク７は、クランクシャフト１０２の回転に伴って、固定子２の周りを回転し、固定子２に巻装されたコイル４には誘導起電力が発生する。
【００１０】
ヨーク８は、鉄などの磁性材によって、有底円筒状に形成されたものである。ヨーク８の底面部８ａの略中央には、ボス９が挿入される貫通孔１３が形成されており、貫通孔１３の周囲には、リベット１２等の締結部材が挿入される貫通孔１４が等間隔に形成されている。
【００１１】
ボス９は、円筒部１１とフランジ部１０とが鉄等の磁性材によって一体形成されており、前記したように、ボス９のフランジ部１０とヨーク８の底面部８ａとをリベット１２によって締結することによって、ボス９は、ヨーク８に固定される。ヨーク８の底面部８ａの貫通孔１３に挿入されたボス９の円筒部１１には、クランクシャフト１０２が挿入される。フランジ部１０には、円筒部１１と連通する収容部１０ａが形成されており、フランジ部１０の収容部１０ａには、クランクシャフト１０２の先端部１０２ａに螺入されるナット１０３が収容される。
【００１２】
ロータヨーク７の内周面７ｂには、複数のマグネット６が周方向等間隔に配置されている。マグネット６は、ロータヨーク７に載置された樹脂製のリング形状のマグネットケース１６によって周方向の位置決めされている。マグネット６がマグネットケース１６上から脱落することを防止するため、マグネット６上には、断面視Ｌ字形状のマグネットホルダー１８が載置されている。さらに、マグネットホルダー１８がマグネット６上から脱落することを防止するため、マグネットホルダー１８は、ロータヨーク７の開口周縁部７ｄによってカールカシメされている。マグネットホルダー１８がカールカシメされる際に、マグネット６が割れてしまうことを防止するため、マグネットホルダー１８上には、樹脂製のリング形状の第２マグネットケース１７が載置されている。
【００１３】
ロータヨーク７の外周面７ａには、ロータヨーク７の内周面７ｂから打ち出された複数の凸部１５が形成されている。エンジンの始動に伴い、回転子３が固定子２の周りを回転すると、ロータヨーク７の外周面７ａに形成された凸部１５は、エンジンステー１０１に配置された位置検出センサ１９の検出部１９ａを横切る。そのため、位置検出センサ１９は、信号線２０を介してパルス信号を不図示の制御部に送信する。これによって制御部は、エンジンの回転速度情報やクランクシャフト１０２の回転角度情報を得ることができるため、エンジンの点火タイミングを制御することができる。
【００１４】
固定子２は、インシュレータ２１を介してコイル４が巻装されたステータコア２２を有しており、ステータコア２２は、ボルト２３によってエンジンステー１０１に取り付けられている。位置検出センサ１９から引き出された信号線２０とリード線５は、絶縁チューブ２４ａ、２４ｂによって被覆されている。信号線２０とリード線５は、絶縁チューブ２４ａ、２４ｂを介して保持部材２５によって保持され、ロータヨーク７の外周面７ａの外側へ引き出される。保持部材２５は、絶縁チューブ２４ｂとロータヨーク７の開口周縁部７ｄとの間に介在するため、絶縁チューブ２４ｂがロータヨーク７と接触することを防止する。
【００１５】
ステータコア２２は、磁性材料によって板状に形成されたコア材２７を積層し形成される。コア材２７は、円環状に形成され、放射状に突出形成されたＴ字形状のティース２７ｂを備えている。ステータコア２２には、インシュレータ２１が装着されており、コイル４は、インシュレータ２１を介して各ティース２７ｂに巻装されている。
【００１６】
コイル４は、インシュレータ２１を介してティース２７ｂに順次巻装されている。コイル４を確実にティース２７ｂに固着するため、コイル４には、ワニス材等が塗布されている。各コイル４の巻き始め端部４ａは、インシュレータ２１に形成された中性点部２１ａに接続され、各コイル４の巻き終わり端部４ｂは、三相でかつスター結線にしたものであって、対応する相のリード線５と電気的かつ機械的に接合されている。
【００１７】
図３は保持部材の斜視図である。
金属製の保持部材２５は、略Ｌ字形状に形成された案内部２９と、案内部２９の一方の側部から板状に突出して形成された第１の延出部３１を有する保持部２８と、案内部２９の他方の側部から板状に突出して形成された第４の延出部３４を有する挟持部３０とを備えている。ロータヨーク７の開口周縁部７ｄを超えて引き出されたリード線５と信号線２０は、ロータヨーク７の外周面７ａに対して法線方向に引き出されている。第４の延出部３４の基端部３４ｃは、リード線５と信号線２０とが挟持部３０から離脱することを防止する。
【００１８】
保持部材２５の保持部２８は、案内部２９と、案内部２９の一端より板状に突出形成された第１の延出部３１と、案内部２９の他端より突出形成された板状の第２の延出部３２とを備えている。第１の延出部３１は、案内部２９の一端より突出形成されており、第１の延出部３１の先端部３１ａには第１平板部３１ｂが屈曲形成され、ステータコア２２と当接可能である。第２の延出部３２は、案内部２９の他端より突出形成されており、第２の延出部３２の先端部３２ａには第２平板部３２ｂが屈曲形成され、第１平板部３１ｂと当接可能である。第１平板部３１ｂと第２平板部３２ｂとを介して、螺子３５がステータコア２２に螺入されることによって保持部材２５がステータコア２２に固定されると共に、リード線５と信号線２０は、絶縁チューブ２４ａを介して保持部材２５によって保持される。そのため、リード線５と信号線２０は、保持部２８から離脱することがない。
【００１９】
保持部材２５の挟持部３０は、案内部２９に形成された段差部３６と、段差部３６の一端より突出形成された第３の延出部３３と、段差部３６の他端より板状に突出形成された第４の延出部３４とを備えている。第３の延出部３３は、屈曲形成された第１爪部３３ａであって、第４の延出部３４の先端部３４ａには、屈曲形成された第２爪部３４ｂを備えている。リード線５と信号線２０は、第２爪部３４ｂが第１爪部３３ａと対向するように屈曲された第４の延出部３４と、案内部２９とによって絶縁チューブ２４ｂを介して挟持される。そのため、挟持部３０は、締結部材を用いることなく、リード線５と信号線２０を保持することができ、部品点数の増加が防止される。第４の延出部３４は、屈曲形成された第２爪部３４ｂであり、第２爪部３４ｂは第１爪部３３ａを越えた位置で第１爪部３３ａに対向するように形成されている。そのため、リード線５と信号線２０は、第２爪部３４ｂによって押圧されることなく、挟持部３０によって挟持される。
【００２０】
ステータコア２２に組みつけられた保持部材２５は、ステータコア２２の中心位置Ｏから、ロータヨーク７の内径と略同程度の距離だけ離れた位置に形成された段差部３６を備えており、案内部２９の段差部３６は、ロータヨーク７の開口周縁部７ｄから離れて配置されている。そのため、挟持部３０は、ロータヨーク７の開口周縁部７ｄと接触することなく、リード線５を安定した状態で挟持することができる。
【００２１】
保持部材２５の案内部２９には、貫通孔３７が形成されており、案内部２９の幅が貫通孔３７の径だけ実質的に狭く形成され、案内部２９は容易に弾性的に変形可能である。その結果、第４延出部３４が開く方向に対してリード線５と信号線２０に外力が加えられた場合であっても、第４延出部３４はリード線５と信号線２０とともに弾性的に変形し、リード線５と信号線２０が第４延出部３４から離れることを防止する。さらに、貫通孔３７は、案内部２９にプレスなどの簡易な加工によって形成することができるため、作業工程を複雑化させることなく、第４延出部３４がリード線５から離れてしまうことを防止することが可能となる。
【００２２】
なお、前述の実施の形態では、磁石発電機として使用した場合を示したが、発電機と始動電動機を兼用した物にも適用できる。加えて、前述の実施形態では、自動二輪車に適用した例を示したが、他の用途の発電機や始動発電機に適用することも可能である。また、前述の実施形態では、三相の磁石発電機について説明したが、単相磁石発電機若しくは多相磁石発電機にも本発明は適用可能である。前述の実施形態では、リード線を保持する保持部材を例として示したが、位置検出センサの信号線を保持する保持部材として適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】磁石発電機の正面図
【図２】磁石発電機のＡ-Ａ断面図
【図３】保持部材の斜視図
【符号の説明】
【００２４】
１     磁石発電機
２     固定子
３     回転子
４     コイル
５     リード線
６     マグネット
７     ロータヨーク
８     ヨーク
９     ボス
１０   ボスのフランジ部
１１   ボスの円筒部
１２   リベット
２１   インシュレータ
２２    ステータコア
２５    保持部材
２８   保持部
２９   案内部
３０   挟持部
３１   第１延出部
３１ｂ 第１平板部
３２   第２延出部
３２ｂ 第２平板部
３３   第３延出部
３３ａ 第１爪部  
３４   第４延出部
３４ｂ 第２爪部
３６    段差部
３７    貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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